第37讲--分子结构与性质(练)(全国通用)(解析版).docx

第37讲 分子结构与性质
第一部分：高考真题感悟
1．（2022·江苏·高考真题）少量与反应生成和。下列说法正确的是
A．的电子式为 B．的空间构型为直线形
C．中O元素的化合价为-1 D．仅含离子键
【答案】C
【解析】A．过氧化钠是离子化合物，电子式是，A错误；B．中氧原子的成键电子对是2，孤电子对是2，根据价层电子对为4，根据价层电子对互斥理论，其空间构型为V形，B错误；C．中H显+1价，根据正负化合价为0，可计算出O的化合价为-1，C正确；D．中O和H之间是共价键，D错误；故选C。
2．（2022·辽宁·高考真题）下列符号表征或说法正确的是
A．电离： B．位于元素周期表p区
C．空间结构：平面三角形 D．电子式：
【答案】C
【解析】A．是二元弱酸，电离分步进行，其一级电离方程式为，A错误；B．基态原子的价电子排布式是，最后一个电子填充在s能级，位于元素周期表s区，B错误；C．中心碳原子的价层电子对数为，故其空间结构为平面三角形，C正确；D．是离子化合物，电子式为，D错误；故答案选C。
3．（2022·山东·高考真题）、属于第三代半导体材料，二者成键结构与金刚石相似，晶体中只存在键、键。下列说法错误的是
A．的熔点高于 B．晶体中所有化学键均为极性键
C．晶体中所有原子均采取杂化 D．晶体中所有原子的配位数均相同
【答案】A
【解析】Al和Ga均为第ⅢA元素，N属于第ⅤA元素，AlN、GaN的成键结构与金刚石相似，则其为共价晶体，且其与金刚石互为等电子体，等电子体之间的结构和性质相似。AlN、GaN晶体中，N原子与其相邻的原子形成3个普通共价键和1个配位键。A．因为AlN、GaN为结构相似的共价晶体，由于Al原子的半径小于Ga，N—Al的键长小于N—Ga的，则N—Al的键能较大，键能越大则其对应的共价晶体的熔点越高，故GaN的熔点低于AlN，A说错误；B．不同种元素的原子之间形成的共价键为极性键，故两种晶体中所有化学键均为极性键，B说法正确；C．金刚石中每个C原子形成4个共价键（即C原子的价层电子对数为4），C原子无孤电子对故C原子均采取sp３杂化；由于AlN、GaN与金刚石互为等电子体，则其晶体中所有原子均采取sp3杂化，C说法正确；D．金刚石中每个C原子与其周围4个C原子形成共价键，即C原子的配位数是4，由于AlN、GaN与金刚石互为等电子体，则其晶体中所有原子的配位数也均为4，D说法正确。
综上所述，本题选A。
4．（2021·江苏·高考真题）N2是合成氨工业的重要原料，NH3不仅可制造化肥，还能通过催化氧化生产HNO3；HNO3能溶解Cu、Ag等金属，也能与许多有机化合物发生反应；在高温或放电条件下，N2与O2反应生成NO，NO进一步氧化生成NO2。2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)       ΔH=-116.4kJ·mol-1。大气中过量的NOx和水体中过量的NH、NO均是污染物。通过催化还原的方法，可将烟气和机动车尾气中的NO转化为N2，也可将水体中的NO3-转化为N2。下列有关NH3、NH、NO的说法正确的是
A．NH3能形成分子间氢键
B．NO的空间构型为三角锥形
C．NH3与NH中的键角相等
D．NH3与Ag+形成的[Ag(NH3)2]+中有6个配位键
【答案】A
【解析】A．NH3能形成分子间氢键，氨分子是一个极性分子，氮原子带有部分负电荷,氢原子带有部分正电荷，当氨分子互相靠近时，由于取向力的作用，带有部分正电荷的氢原子与另外一个氨分子中的带有部分负电荷的氮原子发生异性电荷的吸引进一步靠拢，A正确；B．硝酸根离子的空间构型是个标准的正三角形，N在中间，O位于三角形顶点，N和O都是sp2杂化，B错误；C．NH3和NH都是sp3杂化，但NH3中存在一个孤电子对，是三角锥结构，而NH为标准的正四面体，所以键角是不一样的，NH3中每两个N—H键之间夹角为107°18＇,正四面体为109°28＇，C错误；D．N-H为σ键，配位键也为σ键，则[Ag(NH3)2]+中含有8个σ键，2个配位键，D错误；答案选A。
5．（2022·海南·高考真题）已知，的酸性比强。下列有关说法正确的是
A．HCl的电子式为 B．Cl-Cl键的键长比I-I键短
C．分子中只有σ键 D．的酸性比强
【答案】BD
【解析】A．HCl为共价化合物，H原子和Cl原子间形成共用电子对，其电子式为，A错误；B．原子半径Cl＜I，故键长：Cl—Cl＜I—I，B正确；C．CH3COOH分子中，羧基的碳氧双键中含有π键，C错误；D．电负性Cl＞I，-Cl能使-COOH上的H原子具有更大的活动性，因此ClCH2COOH的酸性比ICH2COOH强，D正确；答案选BD。
第二部分：最新模拟精练
完卷时间：50分钟
一、选择题（每小题只有一个正确选项，共12*5分）
1．（2022·江苏·模拟预测）2022年北京冬奥会首次使用CO2跨临界直冷新型环保制冰技术。下列有关说法不正确的是

A．CO2是由极性键构成的非极性分子
B．干冰中CO2分子间只存在范德华力
C．冰中H2O分子之间的主要作用力是氢键
D．此技术制冰的过程中发生的是化学变化
【答案】D
【解析】A．二氧化碳中C-O键为极性键，正负电荷重心重合，是非极性分子，A正确；B．干冰为分子晶体，分子间只存在范德华力，B正确；C．冰中水分子间存在氢键和范德华力，但氢键作用力比范德华力强，C正确；D．该过程中无新物质生成，为物理变化，D错误；故选D。
2．（2022·湖北·襄阳五中模拟预测）金属元素钴(Co)形成的多种配合物应用广泛。下列说法错误的是
A．[Co(NH3)5Cl]2+中Co钴元素的化合价为+3价
B．等物质的量的[Co(H2O)6]2+和[CoCl4]2-中σ键数目之比为9：2
C．[Co(CN)4(NH3)2]-中配体的配位原子都是N原子
D．向溶有1molCoCl3·6H2O(配位数为6)的溶液中滴加足量的AgNO3溶液，形成2mol沉淀。则其配离子为[Co(H2O)5Cl]2+
【答案】C
【解析】A．已知[Co(NH3)5Cl]2+中的配体为NH3和Cl-，则[Co(NH3)5Cl]2+中Co钴元素的化合价为+3价，A正确；B．已知1个[Co(H2O)6]2+和[CoCl4]2-中的σ键分别为2×6+6=18,4，故等物质的量的[Co(H2O)6]2+和[CoCl4]2-中σ键数目之比为18:4=9：2，B正确；C．[Co(CN)4(NH3)2]-中配体为NH3和CN-，NH3分子中的配位原子是N，由于C的电负性小于N，对孤对电子的束缚力要更弱，由于孤对电子的能量更高，更容易形成配位键，即配体CN-的配位原子C原子，C错误；D．向溶有1molCoCl3·6H2O(配位数为6)的溶液中滴加足量的AgNO3溶液，形成2mol沉淀，即外界有2个Cl，该配位化合物为：[Co(H2O)5Cl]Cl2·H2O，则其配离子为[Co(H2O)5Cl]2+，D正确；故答案为：C。
3．（2022·江苏常州·模拟预测）CO2 催化加氢制甲醇有利于减少CO2的排放，实现“碳达峰”，其反应可表示为CO2 (g)+3H2 (g) =CH3OH (g)+H2O (g)   ΔH= -49 kJ·mol-1。今年2月我国科研团队在CO2电化学还原反应机理的研究上取得新突破，明确两电子转移CO2电化学还原反应的控速步骤为CO2吸附过程。反应CO2+3H2=CH3OH +H2O可实现二氧化碳的资源化。下列说法正确的是
A．CO2的电子式为： B．CH3OH是非极性分子
C．CH3OH和H2O能形成分子间氢键 D．H2O的球棍模型为
【答案】C
【解析】A．CO2中C和O共用2个电子对，其电子式为，故A错误；B．甲醇属于极性分子，故B错误；C．CH3OH中的羟基与水分子间形成氢键，故C正确；D．H2O的空间构型为V形，故D错误；答案为C。
4．（2022·江苏·阜宁县东沟中学模拟预测）用氨水吸收硫酸工厂尾气中的发生反应：。下列说法正确的是
A．的电子式 B．是非极性分子
C．的结构式为 D．的空间构型为直线形
【答案】C
【解析】A．NH3的电子式为 ，A项错误；B．SO2中中心原子S上的孤电子对数为=1，σ键电子对数为2，价层电子对数为3，VSEPR模型为平面三角形，略去孤电子对，SO2的空间构型为V形，SO2中正、负电的中心不重合，SO2是极性分子，B项错误；C．的结构式为 ，C项正确；D．H2O中中心原子O上的孤电子对数为2，σ键电子对数为2，价层电子对数为4，VSEPR模型为四面体形，略去孤电子对，H2O的空间构型为V形，D项错误；答案选C。
5．（2021·湖南株洲·一模）中科院国家纳米科学中心科研员在国际上首次“拍”到氢键的“照片”，实现了氢键的实空间成像，为“氢键的本质”这一化学界争论了多年的问题提供了直观证据。下列有关氢键的说法不正确的是
A．由于氢键的存在，冰能浮在水面上
B．由于氢键的存在，乙醇比二甲醚更易溶于水
C．由于氢键的存在，沸点：
D．氢键的存在影响了蛋白质分子独特的结构
【答案】C
【解析】A．冰中水分子排列有序，含有氢键数目增多，使体积膨胀，密度减小，因此冰能浮在水面上，A正确；B．乙醇与水分子间存在氢键，增大乙醇在水中的溶解度，所以乙醇比二甲醚更易溶于水，B正确；C．卤素的氢化物中只有分子间含有氢键，卤素的氢化物的沸点：，C错误；D．氢键具有方向性和饱和性，所以氢键的存在，影响了蛋白质分子独特的结构，D正确；故答案选C。
6．（2022·湖北·华中师大一附中模拟预测）关于CH3CH3、CH3-O-CH3和CH3CHO的结构与性质，下列说法正确的是
A．三种有机物中碳原子的杂化方式完全相同
B．CH3- O- CH3和CH3CH3均为非极性分子
C．CH3CHO分子中所有原子共平面
D．三种分子形成的晶体均为分子晶体
【答案】D
【解析】A．CH3CH3中的C均为sp3杂化，CH3-O-CH3中的C均为sp3杂化，CH3CHO中醛基上的C为sp2杂化，A错误；B．CH3- O- CH3中的氧是sp3杂化的，还有两对孤对电子，所以C-O-C的键角大约是107度左右，所以并不是直线型的分子，故为极性分子，B错误；C．CH3CHO分子中含有饱和碳原子，形成四面体结构，所有原子不可能共平面，C错误；D．三种分子形成的晶体均为分子晶体，D正确；答案选D。
7．（2022·湖北·华中师大一附中模拟预测）铜有Cu(Ⅰ)和Cu(Ⅱ)两种离子，铜的离子是人体内多种酶的辅因子，人工模拟酶是当前研究的热点。铜的离子可与多种配体形成配位化合物，有一种配离子结构如图。下列有关说法中错误的是

A．该配离子中所含基态铜离子的价层电子排布图为
B．该离子的配体中，N原子采用了和两种杂化方式
C．该配离子中铜的配位数和所含配位键的数目均为4
D．从核外电子排布角度分析，稳定性：Cu(Ⅰ)＜Cu(Ⅱ)
【答案】D
【解析】A．该配离子中铜离子为价，所以价层电子排布图为，A正确；B．该离子的配体中，N原子采用了和两种杂化方式，B正确；C．由图可知铜离子配位数和每个离子所含配位键数均为4，C正确；D．由于Cu(Ⅰ)的3d轨道全充满，所以更稳定，故D错误。故选D。
8．（2022·上海崇明·二模）我国科学家发现一种名为“Methanoliparia”的微生物，能以石油为食物产生甲烷和二氧化碳。下列不属于甲烷和二氧化碳共性的是
A．非电解质 B．非极性分子 C．温室气体 D．平面型分子
【答案】D
【解析】A．甲烷溶于水不能导电，故属于非电解质，二氧化碳的水溶液能导电，是由于碳酸电离出的氢离子和碳酸氢根离子，使水溶液导电，并非二氧化碳自身电离，故二氧化碳属于非电解质；即甲烷和二氧化碳都是非电解质，故A不符合题意；B．甲烷为正四面体形，二氧化碳为直线形，均为对称结构，均属于非极性分子，故B不符合题意；C．甲烷和二氧化碳均属于温室气体，故C不符合题意；D．甲烷的空间构型为正四面体形，不是平面型分子，二氧化碳的空间构型为直线形，是平面型分子，故D符合题意；故选D。
9．（2022·广东·梅州市梅江区梅州中学模拟预测）由徐光宪院士发起院士学子同创的《分子共和国》科普读物生动形象地戏说了、、、、、等众多“分子共和国”中的明星。下列说法正确的是
A．键角：
B．酸性：
C．分子中只存在键，不存在π键．
D．、分子的空间结构均为直线形，且均为非极性分子
【答案】A
【解析】A．中心原子sp3杂化，有一对孤电子对，由于孤电子对的斥力，为三角锥形，键角为107.3°，而中心原子sp2杂化，无孤电子对，为平面三角形，键角为120°，故键角：，A项正确；B．氟原子是吸电子基团，会使羧基中氢氧键的极性增强，易于电离出氢离子酸性增强，则酸性：CH3COOH＜CF3COOH，B项错误；C．SOCl2(结构式：)中存在硫氧双键，则分子中存在σ键，也存在π键，C项错误；D．H2S分子中心S原子价层电子对数为，有2个孤电子对，H2S分子是V形，O3分子中心O原子价层电子对数为，有1个孤电子对，分子呈V形，二者均为极性分子，D项错误；答案选A。
10．（2022·江苏苏州·模拟预测）SO2、NOx是重要化工原料，可用于硫酸、硝酸的生产。工业制硫酸时，接触室中主要反应为：2SO2(g)＋O2(g) =2SO3(g)   ΔH=-196.6 kJ·mol-1，SO2、NOx也是大气主要污染物，NOx可与NH3混合，通过选择性催化剂高温脱除，SO2可通过碱液吸收去除。下列关于SO2、SO3、NH3、NH说法中正确的是
A．SO2水溶液能导电，SO2是电解质 B．NH中含有配位键
C．SO3中硫原子轨道杂化类型为sp3 D．NH3为非极性分子
【答案】B
【解析】A． SO2水溶液能导电，但二氧化硫自身不电离产生离子，故SO2是非电解质，A错误；B．氨分子的N上有1对孤电子对、氢离子有空轨道，则 NH中有3根普通的N-H、有1个配位键，B正确；C． SO3中中心原子的孤电子对数=、价层电子对数=3+0=3，故为sp2杂化、空间构型为平面正三角形，C错误；D． NH3由极性键构成、呈三角锥形，则正负电荷中心不重叠，属于极性分子，D错误；答案选B。
11．（2021·山东·模拟预测）下列说法中正确的是
A．P4和CH4都是正四面体形分子，且键角都为109°28’
B．乙烯分子中，碳原子的sp2杂化轨道形成σ键，未杂化的2p轨道形成π键
C．键长H-F < H-Cl < H-Br < H-I，因此稳定性HF < HCl < HBr < HI
D．PH3分子中孤电子对与成键电子对的排斥作用比成键电子对之间的排斥作用弱
【答案】B
【解析】A．P4和CH4都是正四面体形分子，甲烷的键角为109°28’，但P4的键角为60°，故A错误；B．乙烯分子中含碳碳双键，碳原子的sp2杂化轨道形成σ键，未杂化的2p轨道形成π键，B正确；C．键长H-F < H-Cl < H-Br < H-I，键长越长，键能越小，故稳定性HF>HCl>HBr>HI，C错误；D．PH3的键角为96.3°，故PH3分子中孤电子对与成键电子对的排斥作用比成键电子对之间的排斥作用强，D错误；答案选B。
12．（2022·北京·北大附中三模）在一定条件下，[Zn(CN)4]2-与甲醛发生如下反应：[Zn(CN)4]2-+4HCHO+4H2O=[Zn(OH)4]2-+4HOCH2CN
已知：ⅰ. HCN为剧毒、易挥发的气体，其水溶液有极弱的酸性
ⅱ. Zn2++4CN-[Zn(CN)4]2- K1；Zn2++4OH-[Zn(OH)4]2- K2
下列说法不正确的是
A．反应前后Zn2+均提供4个空轨道容纳4对孤电子对
B．HOCH2CN的氰基由CN-与甲醛发生反应而来
C．依据上述[Zn(CN)4]2-与甲醛的反应可以证明：K12的大小，要比较K1和K2的大小，应该让[Zn(CN)4]2-与氢氧根或 [Zn(OH)4]2-与CN-发生反应，比较两个反应的进行程度，C错误；D．Zn2++4CN-[Zn(CN)4]2-为可逆反应，酸性条件下会生成HCN，其为剧毒、易挥发的气体，故应在碱性条件下进行，既保证安全性，又有利于生成[Zn(OH)4]2-，提高反应物转化率，D正确；故选C。
二、主观题（共3小题，共40分）
13．（2021·陕西宝鸡·模拟预测）（16分）铁是一种常见的金属，在生产生活中用途广泛。
(1)铁在元素周期表中的位置是_______， 其基态原子的电子排布式为_______；铁原子核外电子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，可以用_______摄取铁元素的原子光谱。
(2)Fe(CO)5与NH3在一定条件下可合成一种具有磁性的氮化铁(Fe3N)，NH3分子的立体构型为_______；1mol Fe(CO)5分子中含有σ键为_______mol。
(3)把氯气通人黄血盐{K4[Fe(CN)6]}溶液中，得到赤血盐{K3[Fe(CN)6]}，该反应的化学方程式为_______；CN- 中碳原子的杂化轨道类型为_______。C、N、O元素的第一电离能的大小顺序为_______。
【答案】（每空2分）(1)第四周期第VIII族 1s22s22p63s23p63d64s2 光谱仪    

(2)三角锥形 10    
(3)Cl2+2K4[Fe(CN)6]=2KCl+2K3[Fe(CN)6] sp  N＞O＞C    
【解析】(1)铁原子核外电子数为26，各电子层电子数为2、8、14、2，原子基态时的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，所以位于第四周期第VIII族，铁原子核外电子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，可以用光谱仪摄取铁元素的原子光；故答案为：第四周期Ⅶ族；光谱仪；1s22s22p63s23p63d64s2；
(2) NH3的孤电子对数=，价层电子对数为4，则N为sp3杂化，VSEPR构型为四面体形，由于含有一个孤电子对，所以其空间构型为三角锥形；Fe(CO)5的结构式为，其中三键中有一个σ键，配位键全部为σ键，所以1mol Fe(CO)5分子中含有σ键为10mol；
(3)把氯气通人黄血盐{K4[Fe(CN)6]}溶液中，得到赤血盐{K3[Fe(CN)6]}，同时生成氯化钾，反应的化学方程式为Cl2+2K4[Fe(CN)6]=2KCl+2K3[Fe(CN)6]；CN-中C原子价层电子对个数=1+=2，所以采取sp杂化；C、N、O属于同一周期元素且原子序数依次减小，同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而增大，但第ⅤA族的大于第ⅥA族的，所以其第一电离能大小顺序是N＞O＞C；
14．（12分）(1)Cu2＋处于[Cu(NH3)4]2＋的中心，若将配离子[Cu(NH3)4]2＋中的2个NH3换为CN－，则有2种结构，则Cu2＋是否为sp3杂化？________(填“是”或“否”)，理由为___________________________。
(2)用价层电子对互斥理论推断甲醛中H—C—H的键角________120 °(填“＞”“＜”或“＝”)。
(3)SO2Cl2和SO2F2都属于AX4E0型分子，S==O之间以双键结合，S—Cl、S—F之间以单键结合。请你预测SO2Cl2和SO2F2分子的立体构型为__________________。SO2Cl2分子中∠Cl—S—Cl______SO2F2分子中∠F—S—F(填“＜”“＞”或“＝”)。
(4)抗坏血酸的分子结构如图所示，该分子中碳原子的杂化轨道类型为_________________。

【答案】（每空2分）(1)否　若是sp3杂化，[Cu(NH3)4]2＋的立体构型为正四面体形，将配离子[Cu(NH3)4]2＋中的2个NH3换为CN－，则只有1种结构　
(2)＜　
(3)四面体形　＞　
(4)sp2、sp3
【解析】(1)由于将配离子[Cu(NH3)4]2+中的2个NH3换为CN-，有2种结构，说明[Cu(NH3)4]2+形成是平面正方形结构，Cu2+在平面正方形对角线的交点上；若是Cu2+采用sp3杂化，由于正四面体任何两个顶点都处于相邻位置，那么[Cu(NH3)4]2+的空间构型为正四面体形，将配离子[Cu(NH3)4]2+中的2个NH3换为CN-，则只有1种结构，所以Cu2+不是采用sp3杂化；
(2)甲醛分子中，碳氧之间为双键，根据价层电子对互斥理论可知双键与单键之间的斥力大于单键与单键之间的斥力，所以H—C—H的键角小于120°。
(3)当中心原子的价层电子对数为4时，VSEPR模型为四面体形，硫原子无孤电子对，所以立体构型为四面体形；X原子得电子能力越弱，A—X形成的共用电子对之间的斥力越强，F原子的得电子能力大于氯原子，所以SO2Cl2分子中∠Cl—S—Cl＞SO2F2分子中∠F—S—F。
(4)该分子中亚甲基、次亚甲基上C原子价层电子对个数都是4，连接碳碳双键和碳氧双键的C原子价层电子对个数是3，根据价层电子对互斥理论，该分子中碳原子的轨道杂化类型，前者为sp3杂化、后者为sp2杂化；
15．（12分）1985年，Rousssin研究发现了第一个金属原子簇类配位化合物，其结构如图1，金属原子簇类化合物与金属原子表面性质相似，具有良好的催化活性等功能。请回答下列问题：

（1）Fe3+的基态核外价电子排布式为___________。
（2）上述化合物中含有三种非金属元素，试比较三种元素原子第一电离能由大到小顺序为_________；硫可以形成SOCl2化合物，则该化合物的空间构型为__________。
（3）除了氮的氧化物之外，氮还可以形成NO2+。请写出氮原子杂化方式____________。
（4）上述原子簇类配合物，中心原子铁的配位原子是___________。
（5）配合物Fe(CO)5的熔点－20℃，沸点103℃。可用于制备纯铁。Fe(CO)5的结构如下图所示。下列关于Fe(CO)5说法正确的是_________。

A．Fe(CO)5是非极性分子，CO是极性分子       
B．Fe(CO)5中Fe原子以sp3杂化方式与CO成键
C．1mol Fe(CO)5含有10 mol配位键                 
D．Fe(CO)5 = Fe+5 CO反应中没有新化学键生成
【答案】（每空2分）（1）3d5（2）N＞O＞S 三角锥形 （3）sp  （4）S、N （5）AC
【解析】（1）Fe位于周期表中第4周期第ⅤⅢ族，Fe3+的基态核外价电子排布式为3d5 ；
（2）化合物中三种非金属元素为N、O、S，同周期主族元素随着原子序数增大，第一电离能呈增大的趋势，但第ⅡA族和第ⅤA族元素反常，则三种元素原子第一电离能由大到小顺序为：N＞O＞S，
对于SOCl2，其等电子体为SO32－，二者结构相似，根据VSEPR理论，价电子对数为VP=BP+LP=3+（6-2×3+2）/2=4，则其空间构型为三角锥形；
（3）对于NO2＋，根据VSEPR理论，价电子对数为VP=BP+LP=2+（5-2×2-1）/2=2，根据杂化轨道理论，则中心N原子为sp杂化；
（4）直接与中心原子成键的为配位原子，所以中心原子铁的配位原子是：N、S
（5）A、看正负电荷中心是否重叠，Fe(CO)5对称是非极性分子，CO不对称是极性分子，故A正确；B、铁的杂化轨道数为5，铁不是正四面构型，Fe(CO)5中Fe原子不是以sp3杂化方式与CO成键，故B错误；C、碳与氧、铁与碳之间形成配位键，1mol Fe(CO)5含有10 mol配位键，故C正确 ；D、化学反应的实质是旧键的断裂，新键的生成，故D错误。故选AC。